3第三章 局部排风罩

1、基本要求：基本要求： 熟悉局部排风罩的基本形式；掌握各种局部排风熟悉局部排风罩的基本形式；掌握各种局部排风罩的原理；掌握各种局部排风罩口的气力运动规律和罩的原理；掌握各种局部排风罩口的气力运动规律和风量计算方法；掌握控制风速法和流量比法的应用。风量计算方法；掌握控制风速法和流量比法的应用。重重 点：点： 局部排风罩的工作原理和风量计算方法，尤其要局部排风罩的工作原理和风量计算方法，尤其要熟练掌握熟练掌握、和和的的工作原理和设计计算方法。工作原理和设计计算方法。难难 点：点： 正确设计计算外部吸气罩、热源接受罩和吹吸式正确设计计算外部吸气罩、热源接受罩和吹吸式排风罩的排风量，控制风速法和流量比法

2、的应用。排风罩的排风量，控制风速法和流量比法的应用。本章重点、难点本章重点、难点本章主要内容本章主要内容3.1、概述、概述3.2、密闭罩、密闭罩3.3、柜式排风罩、柜式排风罩3.4、外部吸气罩、外部吸气罩3.5、接受罩、接受罩3.6、槽边排风罩、槽边排风罩3.7、大门空气幕、大门空气幕3.8、 吹吸式排风罩吹吸式排风罩3.1 3.1 局部排风罩概述局部排风罩概述 适用适用：放散热、蒸汽或有害物质的建筑物，宜采用：放散热、蒸汽或有害物质的建筑物，宜采用局部排风。局部排风。污染源固定的地方，一定要采用局部排污染源固定的地方，一定要采用局部排风措施。风措施。 功能功能： 捕集有害物捕集有害物 控制其

3、扩散控制其扩散 特点特点： 结构简单，结合生产工艺结构简单，结合生产工艺 设计完善的局部排风罩设计完善的局部排风罩,以较小的排风量达到最佳效果以较小的排风量达到最佳效果 清除污染，局部排风清除污染，局部排风优先优先采用，当局部排风达不到采用，当局部排风达不到卫生要求时，应卫生要求时，应辅以辅以全面通风。全面通风。 1.密闭罩密闭罩2.柜式排风罩（通风柜）柜式排风罩（通风柜）3.外部吸气罩外部吸气罩4.接收式排风罩接收式排风罩5.吹吸式排风罩吹吸式排风罩设计注意事项：设计注意事项： 靠近污染源靠近污染源 气流方向与污染源方向一致气流方向与污染源方向一致 污染气流不通过呼吸区污染气流不通过呼吸区

4、力求结构简单、造价低，便于安装拆卸力求结构简单、造价低，便于安装拆卸 与工艺密切结合，协调一致与工艺密切结合，协调一致 避免干扰气流，有效防止污染物扩散避免干扰气流，有效防止污染物扩散局部排风罩设计的主要内容：局部排风罩设计的主要内容：形式、几何形状、形式、几何形状、风量、位置等。风量、位置等。3.2 3.2 密闭罩密闭罩1、概念：有害物源全部密闭，只留操作口；从罩、概念：有害物源全部密闭，只留操作口；从罩外吸入空气；罩内污染空气由上部排风口排出。外吸入空气；罩内污染空气由上部排风口排出。2、优点：小风量达、优点：小风量达到控制效果，外部气到控制效果，外部气流干扰小流干扰小 3、缺点：不能了解

5、、缺点：不能了解罩内情况，影响检修罩内情况，影响检修4、种类、种类局部密闭罩局部密闭罩整体密闭罩整体密闭罩大容积密闭罩大容积密闭罩密闭空间由小到大密闭空间由小到大局部密闭罩：局部密闭罩：局部产尘点进行密闭，产尘局部产尘点进行密闭，产尘设备及传动装置留在罩外，设备及传动装置留在罩外，便于观察和检修。罩的容积便于观察和检修。罩的容积小，排风量少，经济性好。小，排风量少，经济性好。适用于含尘气流速度低，连适用于含尘气流速度低，连续扬尘和瞬时增压不大的扬续扬尘和瞬时增压不大的扬尘点。尘点。4、种类、种类局部密闭罩局部密闭罩整体密闭罩整体密闭罩大容积密闭罩大容积密闭罩密闭空间由小到大密闭空间由小到大整体

6、密闭罩：整体密闭罩：产尘设备大部或全部密闭，产尘设备大部或全部密闭，只有传动部分留在罩外。适只有传动部分留在罩外。适用于有振动或含尘气流速度用于有振动或含尘气流速度高的设备。高的设备。 4、种类、种类局部密闭罩局部密闭罩整体密闭罩整体密闭罩大容积密闭罩大容积密闭罩密闭空间由小到大密闭空间由小到大大容积密闭罩大容积密闭罩（密闭小室）（密闭小室）振动筛的密闭小室，振动筛，振动筛的密闭小室，振动筛，提升机等设备全部密闭在小提升机等设备全部密闭在小室内。工人可直接进入小室室内。工人可直接进入小室检修和更换筛网。密闭小室检修和更换筛网。密闭小室容积大，适用于多点产尘；容积大，适用于多点产尘；阵发性产尘，

7、含尘气流速度阵发性产尘，含尘气流速度高和设备检修频繁的场合。高和设备检修频繁的场合。它的缺点是，占地面积大，它的缺点是，占地面积大，材料消耗多。材料消耗多。5、排风口位置设置、排风口位置设置 正压正压气流冲击气流冲击温差温差设备运转设备运转物料运动物料运动n排风口应设在罩内排风口应设在罩内压力最高压力最高的部位，防止罩内出现正压。的部位，防止罩内出现正压。n不应在不应在含尘气流浓度高的部位或飞溅区内含尘气流浓度高的部位或飞溅区内，以避免把过多，以避免把过多的物料或粉尘吸入通风系统，增加除尘器负担。的物料或粉尘吸入通风系统，增加除尘器负担。排风口位于罩顶部排风口位于罩顶部高浓度尘点：高浓度尘点：

8、 整个空间较为均衡整个空间较为均衡物料运动物料运动排风口位于罩顶部排风口位于罩顶部高浓度尘点：罩下部高浓度尘点：罩下部分析分析排风口位于下部排风口位于下部正压点在下正压点在下热料热料上、下同排上、下同排温度不太高温度不太高排风口考虑上部排风口考虑上部温度大于温度大于150输送冷料输送冷料输送热料输送热料 结论：结论：排风口位置设在罩内压力最高点排风口位置设在罩内压力最高点排风口位置设在罩内产尘浓度最低点排风口位置设在罩内产尘浓度最低点罩口风速不宜过高罩口风速不宜过高筛落的极细粉尘筛落的极细粉尘 v=0.40.6m/s粉碎和研磨的细粉粉碎和研磨的细粉 v2.0m/s粗颗粒物料粗颗粒物料 v700

9、mm，采用双侧。采用双侧。 根据国家标准设计，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（根据国家标准设计，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（E*F）共有三种：）共有三种： 250200mm、250250mm、200200mm。本题选用。本题选用EF=250250mm。 控制风速控制风速 Vx=0.3m/s 总排风量总排风量 每一侧的排风量每一侧的排风量 L=L/2=0.4/2=0.2 m3/s假设条缝口风速假设条缝口风速 V0=8m/s 采用等高条缝，条缝口面积采用等高条缝，条缝口面积f=Q/v0=0.2/8=0.025 m2条缝口高度条缝口高度 h0=f/A=0.025/1m=25mm； f/F1=0.025/

10、0.250.25=0.40.3 为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子。为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子。 因此，因此， f/F1=f/2/F1=0.025/2/(0.250.25)=0.2L0轴心速度轴心速度Vm与出口流速与出口流速V0的关系：的关系：平均流度平均流度V1与出口流速与出口流速V0的关系：的关系：末端流量末端流量Q与出口流量与出口流量Q0的关系：的关系：平均流度平均流度V1与轴心流速与轴心流速Vm的关系：的关系：1442v.vm 四、下（侧）送式空气幕风量计算四、下（侧）送式空气幕风量计算方程：方程：室外气流室外气流(假定为均匀气流假定为均匀气流) 流

11、函数流函数 xwdxv01 出风口平面射流流函数出风口平面射流流函数 )(cos(cos232002 xtgyaxthxabv 两股势流叠加的流函数：两股势流叠加的流函数： )(cos(cos23200021 xtgyaxthxabvdxvxw V0射流出口流速，射流出口流速，m/s； b0吹风口宽度，吹风口宽度，m；a出风口紊流系数；出风口紊流系数； 射流出口轴线与射流出口轴线与x轴夹角。轴夹角。 问题问题：计算下送式大门空气幕的风量：计算下送式大门空气幕的风量 边界条件边界条件（大门处）（大门处） ：X=0、y=0时，时， =0 X=H、y=0时，时，athHabvdxvHwH sinco

12、scos23000 则流入大门内的空气量为：则流入大门内的空气量为：athHabvdxvBBLHwH sincoscos23)(0000 令：令：atha sincoscos23 B为大门宽度，为大门宽度，m ； H为大门高度，为大门高度，m则：则：wwwLLHbvBLHbvBBHvL 00000 000vBbL 其中：其中： 代入上式有：代入上式有：wwLLbHLL 000/ 001bHLLLww 定义空气幕效率为空气幕所能阻挡的室外空气量率。定义空气幕效率为空气幕所能阻挡的室外空气量率。wwwLLL 则有：则有：001bHLLw 式中：式中：L0 空气幕吹风量，空气幕吹风量，m3/s；Lw

13、空气幕不工作时室外空气侵入量，空气幕不工作时室外空气侵入量，m3/s；Lw空气幕工作时室外空气侵入量，空气幕工作时室外空气侵入量，m3/s。例例3-7 已知大门尺寸为已知大门尺寸为33m，室外风速，室外风速vw=2m/s，室外空气，室外空气温度温度tw=-20，室内空气，室内空气tn=15,不考虑热风压作用。在大门不考虑热风压作用。在大门上采用侧送式空气幕，计算空气幕的吹风量。要求空气幕的上采用侧送式空气幕，计算空气幕的吹风量。要求空气幕的混合温度为混合温度为10 ，计算送风温度，计算送风温度t0及空气幕所需的加热量。及空气幕所需的加热量。 【思路【思路】由于射流具有卷吸特性，空气幕吹风量和射

14、流末端风量由于射流具有卷吸特性，空气幕吹风量和射流末端风量不等，其差值主要来源于平面射流两侧的卷吸量。不等，其差值主要来源于平面射流两侧的卷吸量。现已知末端温度、室外温度、室内温度，求送风温度，则需知道现已知末端温度、室外温度、室内温度，求送风温度，则需知道各部分风量，利用能量平衡原理则可求解。各部分风量，利用能量平衡原理则可求解。解：因不考虑热风压作用，只有室外风作用，空气幕不工解：因不考虑热风压作用，只有室外风作用，空气幕不工作时流入室内的室外空气量作时流入室内的室外空气量Lw=HBvx=332=18m3/s 设设=40，紊流系数，紊流系数a=0.2，查表，查表3-8得得 =0.45 设空

15、气幕的效率设空气幕的效率=100%，吹风口宽度，吹风口宽度b0=0.2m空气幕吹风量：空气幕吹风量： smbHLLw/56. 62 . 0345. 01181300 空气幕的平面射流在射流末端的空气量为空气幕的平面射流在射流末端的空气量为 ：smbaBLL/2041. 022 . 1321001 则卷入射流的则卷入射流的室外室外空气量为空气量为 ：smLLLw/72. 6)(21301 根据热平衡方程有根据热平衡方程有 ：mnnwwtLtLtLtL100 解得：解得：6350.t 空气幕加热器的加热量空气幕加热器的加热量skJttcLQn/16.162)(000 60300 Hb)5 . 01

16、5. 0(0 2102004 tgvHbLw设计参数的选取：设计参数的选取：送风口宽度送风口宽度射流的吹出角：射流的吹出角：单位门宽的送风量：单位门宽的送风量：送风量也可由下式确定：送风量也可由下式确定：BLL00 0 . 18 . 0200 wvvHBL空气幕总送风量空气幕总送风量b00V0HVw例题例题 有一大门，如图所示，高度有一大门，如图所示，高度H=2.5m，宽度，宽度B=4m，室外，室外风速风速Vw=2m/s，采用上送式，采用上送式空气幕，确定有关参数空气幕，确定有关参数b00V0HVw选送风口宽度选送风口宽度b0=0.15H=0.38m吹出口角度吹出口角度0=30smtgvHbL

17、w/38. 15 . 04238. 05 . 243212210200 单位门宽的送风量：单位门宽的送风量：smBLL/52. 5438. 1300 空气幕总送风量空气幕总送风量smBbLv/22. 486. 038. 0452. 5cos0000 送风口风速送风口风速8 . 058. 0422. 445 . 252. 5200 wvvHBL进行校验进行校验为安全考虑，重新计算，选为安全考虑，重新计算，选v0=5m/s，取，取8 . 0200 wvvHBLsmL/4 . 65445 . 28 . 030 送风口宽度送风口宽度smBvLb/37. 086. 0544 . 6cos0000 回风口

18、宽度回风口宽度HbE)3 . 02 . 0(0 9.8 9.8 吹吸式排风罩吹吸式排风罩 一、概念一、概念利用射流作为动利用射流作为动力，把有害物输力，把有害物输送到排风罩口由送到排风罩口由其排除，或者利其排除，或者利用射流阻挡、控用射流阻挡、控制有害物的扩散。制有害物的扩散。吹和吸的速度分布比较图吹和吸的速度分布比较图二、特点二、特点吹吸式通风依靠吹、吸气流的联合工作进行有害吹吸式通风依靠吹、吸气流的联合工作进行有害物的控制和输送，它具有风量小、污染控制效果物的控制和输送，它具有风量小、污染控制效果好、抗干扰能力强、不影响工艺操作等特点。近好、抗干扰能力强、不影响工艺操作等特点。近年来在国内

19、外得到日益广泛的应用。年来在国内外得到日益广泛的应用。三、吹吸式排风罩风量计算三、吹吸式排风罩风量计算 计算方法计算方法速度控制法速度控制法流量比法流量比法1 1、速度控制法、速度控制法 思想：思想：吹吸气流对污染物的控制主要是受吹出气流的速度与作用在吹吸吹吸气流对污染物的控制主要是受吹出气流的速度与作用在吹吸气流上的污染气流（或横向气流）的速度之比。气流上的污染气流（或横向气流）的速度之比。工业槽工业槽 设计参数要求：设计参数要求：1）吸风口前射流平均风速）吸风口前射流平均风速槽温槽温/射流平均风速射流平均风速v1/m/s7095H600.85H400.75H200.5H2）吸风口风量应为射

20、流末端）吸风口风量应为射流末端风量的风量的1.11.25倍；倍；3）吹风口高度为）吹风口高度为 b0=（0.010.15）H 吹风口高度应大于吹风口高度应大于57mm；出口流速不大于；出口流速不大于1012m/s。4）吸风口速度）吸风口速度1v 11)32(vv 前苏联巴杜林的计算方法前苏联巴杜林的计算方法 例例 某工业槽宽某工业槽宽H=2.0m、长、长l=2m，槽内溶液温度，槽内溶液温度t=40，采，采用吹吸式排风罩。计算吹、吸风量及吹、吸风口高度。用吹吸式排风罩。计算吹、吸风量及吹、吸风口高度。 1）吸风口前射流末端平均风速）吸风口前射流末端平均风速 smHv/5 . 175. 01 2）

21、吹风口高度）吹风口高度 mhb03. 0015. 00 3）计算吹风口出口流速）计算吹风口出口流速v0 认为射流末端的轴心风速认为射流末端的轴心风速 12vvm 根据平面射流计算式根据平面射流计算式41. 02 . 100 baHvvmsmbaHvvm/26. 92 . 141. 000 4）吹风口风量）吹风口风量 smvlbL/56. 03000 5）吹风口前射流量）吹风口前射流量41. 02 . 1001 baHLLsmbaHLL/49. 241. 02 . 13001 6）吸风口排风量）吸风口排风量smLL/74. 21 . 1311 7）吸风口气流速度）吸风口气流速度smvv/5 .

22、4311 8）吸风口高度）吸风口高度mlvLb304. 0110 2 2、流量比法、流量比法1）吸风口风量）吸风口风量)1()(02001KLLLLLLLsG 式中：式中：0LGLsLK吹风口吹风量吹风口吹风量污染气体量，污染气体量，m3/s从周围吸入的气体量，从周围吸入的气体量，m3/s流量比，流量比，002LLLLLKGs 思想：思想：0LGLsL1L在吹吸式排风系统中，当在吹吸式排风系统中，当L1逐渐减小时，被污染的吹出气体逐渐减小时，被污染的吹出气体会散逸到室内，即将发生散逸是的会散逸到室内，即将发生散逸是的L2/L0称为称为极限流量比极限流量比KL。2）极限流量比）极限流量比Wb0H

23、b1v0LGLSvG吹吸式通风示意图吹吸式通风示意图 000010bVvvbWbbbHfKGL、HlWVb1b0对实验结果整理得到二维吹吸式排风罩对实验结果整理得到二维吹吸式排风罩KL计算公式：计算公式： 18 . 551. 004. 013. 046. 025. 004 . 102 . 001 . 101 . 10bHvvbVbWbHKGLWb0Hb1v0LGLSvG吹吸式通风示意图吹吸式通风示意图105001 bb.5020 bW8010 bV3000 bH适用条件：适用条件：KL的影响因素分析的影响因素分析本质问题：如何以较小的吸入风量保证较好的除污效果。本质问题：如何以较小的吸入风量保

24、证较好的除污效果。 (1)吸风口法兰边高吸风口法兰边高W 实验表明实验表明： 时，时，KL随随 的减小而急剧增大的；的减小而急剧增大的； 时，时，KL趋于稳定。趋于稳定。50 bW0bW50 bW设计要求设计要求在在吹风口吹风口上不设法兰边，即要求：上不设法兰边，即要求：10 bV(2)吹风口高度吹风口高度b0 H一定时，一定时，KL是随是随b0的增大而减小的。的增大而减小的。L0一定，若一定，若b0大大 ，则，则v0小，卷吸量少，小，卷吸量少，Ls小，好！小，好！设计时，应满足：设计时，应满足：H/b0(2030)(3)吹风口速度吹风口速度 vG/v0 的影响较大，希望在的影响较大，希望在0

25、.32.0之间，之间， 设计时，应保证设计时，应保证0 vG/v0 3。设计流量比设计流量比LDmKK 安全系数安全系数1 . 10 llbm吸风口排风量吸风口排风量 smKLmKLLDL/113003 安全补偿安全补偿3）经济设计式）经济设计式保持（保持（L0+L1）最小的设计条件是：）最小的设计条件是：91. 01 . 10462702 . 3 WHWHbH5 . 11 . 182. 01000005 . 11 . 182. 00462702 . 311. 0462702 . 311. 0 WHWHbHvvlbvHlvLLWHWHLLGGGG，所以，所以又又【总结【总结】保持保持（L0+L

26、1）最小的设计条件是：最小的设计条件是：91. 01 . 10461302 . 3 WHWHbH5 . 11 . 182. 0100461302 . 311. 0 WHWHbHvvG511182004627023110.GWH.WH.LL 例例 题题 某污染源上部设置吹吸罩，已知吹吸风口的距离某污染源上部设置吹吸罩，已知吹吸风口的距离H=4m，吸风口法兰宽，吸风口法兰宽W=2m，吹吸风口的长度，吹吸风口的长度l均均为为10m，吹风口法兰宽，吹风口法兰宽V=b0，污染气流上升速度，污染气流上升速度vG=0.3m/s，试计算安全状态下经济吹风口宽度，试计算安全状态下经济吹风口宽度b0、吹风量吹风量L0以及吸风量以及吸风量L1。（1）计算吹风口宽度）计算吹风口宽度b0mmmmHbWHWHbH1601 .1583 .253 .2546442702 . 324462702 . 3091. 01 . 19